一种全自动的离子交换树脂体外反洗装置、方法及离子交换系统与流程

本发明涉及树脂洗涤技术领域，尤其涉及一种全自动的离子交换树脂体外反洗装置、方法及离子交换系统。

背景技术：

现有技术中，树脂的反洗技术仍然采用相对落后的全手动模式，而且工艺管路连接不完善，反洗过程需要很多人力，包含如下步骤：

第一步：树脂从离交装置到反洗装置，离交装置与树脂反洗装置之间无固定管路，每次排树脂都需要现接软管，非常不方便；在实际操作中还会因连接不好而出现泄漏的问题。

第二步：树脂反洗，反洗进水和排水的阀门需要手动打开，且进水流量需要人工调控。

第三步：判断树脂反洗是否完成。检验反洗排污水杂质含量，低于杂质含量预设值则进行第四步，高于则进行第二步及其后续步骤。

第四步:树脂从反洗装置回装到离交装置。离交装置与树脂反洗装置之间无固定的管路，需要现接。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是树脂体外反洗时需要通过软管手动从离子交换装置中将树脂转移到反洗装置中，提供一种全自动的离子交换树脂体外反洗系统和工艺，整个过程实现自动化控制，使反洗过程方便快捷，节约劳动力，提高工作效率。

针对上述传统反洗过程中的缺陷，本发明提供一种全自动的离子交换树脂体外反洗装置，包括反洗装置本体，所述反洗装置本体顶部设置树脂进口，底部设置树脂出口，侧面设置反洗水及压缩空气入口、溢流口，所述树脂进口通过管路一与离子交换装置的树脂出口连通，所述管路一上设置至少一个阀门；所述树脂出口通过管路二与离子交换装置的树脂进口连通，所述管路二上设置阀门；所述反洗水及压缩空气入口与反洗水进水管道和压缩空气管道通过管路三和管路四连通，所述管路三和所述管路四上设置阀门；所述反洗水及压缩空气入口通过管路五与排污水池连通，管路五上设置阀门；所述溢流口通过管路六与排污水池连通；所述反洗装置上设置有液位传感器，所述液位传感器与管路三和管路五上的阀门连锁。

所述反洗装置本体顶部设置压缩空气入口，所述压缩空气入口通过管路七与压缩空气管道连通，管路七上设置阀门，所述压缩空气入口通入用于将树脂回填离子交换装置的压缩空气；所述管路六上设置阀门；所述反洗装置本体顶部设置压力传感器。管路六的阀门用于在树脂回填离子交换装置时关闭管路六，保持反洗装置本体内的压力，反洗装置本体顶部设置的压力传感器，根据压力传感器的压力读数调整管路六和管路七上的阀门开闭，使反洗装置本体内的压力保持预设要求。

所述管路二上设置用于将树脂回填离子交换装置的树脂输送泵。

所述反洗装置本体顶部设置人孔，当需要反洗的树脂不是来自于离子交换装置，从人孔将树脂装入反洗装置本体内部。

所述反洗装置为所述权利要求1所述的反洗装置，反洗方法包括如下步骤：

(1)将树脂送入到反洗装置本体中；

(2)根据反洗装置本体上的液位传感器检测到的液位数据，将反洗装置本体内的液位高度调整到预设液位高度，打开管路四上的阀门使压缩空气通过所述反洗水及压缩空气入口通入到所述反洗装置本体中对树脂进行空气擦洗；

(3)关闭管路四上的阀门，打开管路三上的阀门使反洗水通过所述反洗水及压缩空气入口通入到所述反洗装置本体中对树脂进行反洗，反洗过程中，反洗排污水通过所述溢流口和管路六排到排污水池；

(4)反洗完成后，打开管路二上的阀门，树脂从所述反洗装置本体的树脂出口回填到离子交换装置中。

所述反洗装置本体顶部设置有压缩空气入口，所述压缩空气入口通过管路七与压缩空气管道连通，管路七上设置阀门，同时，所述管路六上设置阀门；反洗完成后，关闭管路六上的阀门，打开管路七上的阀门，所述压缩空气通入所述反洗装置本体中将树脂回填到离子交换装置中。

所述管路二上设置树脂输送泵，反洗完成后，打开所述树脂输送泵，将所述反洗装置本体中的树脂回填到离子交换装置中。

当溢流口流出的反洗排污水的杂质含量等于或低于杂质含量预设值，或实际反洗用水总量大于或等于反洗总用水量的预设值，反洗完成。

进行空气擦洗前，根据反洗装置本体上的液位传感器检测到的液位数据，打开或关闭管路三和/或管路五上的阀门将反洗装置本体内的液位高度调整到预设液位高度，预设液位高度低于溢流口下沿一定距离。

本发明还提供一种离子交换系统，包括多台离子交换装置、反洗装置和排污水池，多台离子交换装置并列设置，所述反洗装置为上述的反洗装置；所述离子交换装置上设置树脂进口、树脂出口、上口、下口，所述离子交换装置的树脂出口与反洗装置本体的树脂进口通过管路一连通，所述离子交换装置的树脂进口与反洗装置本体的树脂出口通过管路二连通；所述上口与进水管道连通，上口设置进水阀；下口与进水管道和排水管道分别连通，进水管道和排水管道上都设置阀门；所述排污水池与所述反洗装置的溢流口通过管路六连通。

本发明能节省人力，避免了人为因素对反洗过程的影响，使反洗过程和结果更加稳定，降低了水耗。

附图说明

图1为本发明的离子交换系统的结构原理示意图。

图2为本发明的全自动的离子交换树脂体外反洗方法的流程图；

图3为实施例1的工艺流程示意图；

图4为实施例2的工艺流程示意图；

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明的全自动的离子交换树脂体外反洗装置，包括反洗装置本体100，反洗装置本体100顶部设置树脂进口，底部设置树脂出口，侧面设置反洗水及压缩空气入口、溢流口，树脂进口通过管路一1与离子交换装置200的树脂出口连通，管路一1上设置至少一个阀门；反洗装置本体的树脂出口与离子交换装置的树脂进口通过管路二2连通，管路二2上设置阀门；反洗水及压缩空气入口与反洗水进水管道和压缩空气管道通过管路三3和管路四4连通，管路三3和管路四4上设置阀门；反洗水及压缩空气入口通过管路五5与排污水池300连通，管路五5上设置阀门；反洗装置本体100上设置有液位传感器，液位传感器与管路三和管路五上的阀门连锁；溢流口与排污水池300通过管路六6连通；。

本发明还提供采用上述全自动的离子交换树脂体外反洗装置进行反洗的方法，如图2所示，包括如下步骤：

(1)树脂送入反洗装置：将树脂送入到反洗装置本体100中；

(2)反洗装置液位调整：液位传感器与管路三3和管路五5上阀门连锁，根据反洗装置本体上的液位传感器检测到的液位数据，控制管路三3和/或管路五5上阀门的开闭，将反洗装置本体内的液位高度调整到预设液位高度范围内；

(3)空气擦洗：打开管路四4上的阀门使压缩空气通过反洗水及压缩空气入口通入到反洗装置本体100中对树脂进行空气擦洗；

(4)反洗：关闭管路四4上的阀门，打开管路三3上的阀门使反洗水通过反洗水及压缩空气入口通入到反洗装置本体100中对树脂进行反洗，反洗过程中，反洗排污水通过溢流口和管路六6排放到排污水池300中。

(5)判断反洗是否完成：当检测到反洗排污水的杂质含量等于或小于杂质含量预设值，反洗完成，进行步骤(7)；或实际反洗用水总量达到反洗总用水量的预设值，反洗完成，进行步骤(7)。如果检测到反洗排污水的杂质含量高于杂质含量预设值，则转到步骤(6)；其中反洗总用水量的预设值通过测量少数离子交换装置中的树脂反洗总用水量来确定，在确保反洗排污水杂质含量等于或低于预设值的条件下，总用水量尽量小。用反洗总用水量判断反洗是否完成，可以省去检测排污水杂质含量的步骤；

(6)部分排泄，调整液位：控制反洗装置本体100中液位高度低于溢流口下沿一定距离，然后重复步骤(3)及其后续步骤；

(7)回填树脂：反洗完成后，打开管路二2上的阀门，树脂从反洗装置本体的树脂出口回填到离子交换装置200中。

本发明还提供一种离子交换系统，包括多个离子交换装置200和反洗装置100及排污水池300。离子交换装置200一般为柱状结构，材料为304或(柱内衬胶的)碳钢，内部装有树脂分布器，侧面有四个口(a树脂进口、b树脂出口、c上口、d下口)，每个离子交换装置200配备多个自控阀门，形成阀阵。

本发明的反洗方法采用自动化控制，在节省人力的同时又避免了人为因素对反洗过程的影响，使反洗过程和结果更加稳定；由于它的稳定，也在一定程度上降低了水耗。

反洗步骤中包括空气擦洗，让被蛋白等杂质包裹的树脂先从中脱离出来以方便洗涤。

反洗装置本体100的具体结构可见图3和4，一般为反洗罐，内部装有水分布器，使水能够均匀的进入反洗装置，且可以避免树脂堵管。底部开有一树脂出口i；侧面开有两个口g、h，h为反洗水和压缩空气入口，g为溢流口；装置顶部开有人孔e和树脂进口f；侧面适当高度装有视镜；

反洗装置本体100上装有液位传感器，通过液位传感器获得液位数据然后通过相应阀门的开闭可控制装置内液位高度，也可以将检测到的液位数据传回控制装置，方便监督检查。

下面采用具体实施例来说明离子交换树脂体外反洗装置及反洗方法。

实施例1

如图3所示的离子交换系统，包括多个离子交换装置200和反洗装置100，本实施例中有4台离子交换装置，4台离子交换装置并联设置。其中以洗涤1#离子交换装置内树脂(已知所需反洗水流量q，反洗时间t，只需要空气擦洗一次)，并用泵将其装填回1#离子交换装置为例进行说明。启动前所有自控阀门均为关闭状态，泵两端的手阀保持开启状态；

本实施例中的离子交换系统包括1#、2#、3#、4#离子交换装置，每台离子交换装置200都具有有四个口(a树脂进口、b树脂出口、c上口、d下口)，四个口与反洗装置本体100、进水管道和排污管道的连接方式相同，在连接管道都设置有相应的阀门。如图3所示，1#、2#、3#、4#离子交换装置的树脂出口b与反洗装置本体100的树脂入口f连通的管路上设置阀门c103、c203、c303、c403。1#、2#、3#、4#离子交换装置的树脂入口a与反洗装置本体100的树脂出口i连通的管路上设置阀门c106、c206、c306、c406。1#、2#、3#、4#离子交换装置的上口c与进水管道连通的管路上设置阀门c111、c211、c311、c411。1#、2#、3#、4#离子交换装置的下口d与进水管道连通的管路上设置阀门c112、c212、c312、c412。1#、2#、3#、4#离子交换装置的下口d与排污管道连通的管路上设置阀门c113、c213、c313、c413。

按照如下步骤进行反洗：

(1)树脂从离子交换装置200到反洗装置本体100。依次打开阀门c001、c002、c103以及1#离子交换装置的d口的下进水阀门c112，冲洗一段时间后，关闭阀门c112，而阀门c001、c002、c103状态仍保持开启，打开1#离子交换装置的c口的上进水阀门c111，直到1#离子交换装置中树脂全部进入反洗装置，依次关闭阀门c111、c103、c002、c001。第一步结束。(2)调整反洗装置本体100中液位高度。根据反洗装置本体100上液位传感器lt-01的液位读数以及预设的液位高度，自动打开阀门c005和c003,关闭排水阀门c001补充液位，或关闭进水阀门c005和c003，打开排水阀门c001调低液位，使反洗装置本体100中液位高度在要求范围内(一般要求液位距离溢流口g下沿一定距离)。具体来说，若反洗装置本体100内液位低于预设液位高度时，依次打开阀门c003和c005进水，当液位高度达到指定高度时关闭c003和c005；若液位高于预设液位高度时，打开阀门c001进行排污，当液位高度达到指定高度时关闭c001。

(3)空气擦洗。打开压缩空气的阀门c004，对反洗装置本体100中的树脂进行空气擦洗。擦洗一段时间后，关闭阀门c004。

(4)用水反洗。依次打开c003、c005，以设定流量对树脂进行洗涤，使树脂中杂质从反洗装置本体100上部的溢流口g排出，反洗结束后，依次关闭阀门c005、c003。

(5)树脂回填到离交装置。当树脂洗好后，依次打开1#离子交换装置的排污阀c113，进树脂阀门c106，使离交装置能接收反洗装置本体过来的树脂，接着打开阀门c007、c008、c009、c003、c005，最后打开泵p001，使树脂由反洗装置本体100进入1#离子交换装置。待1#离子交换装置树脂高度达到要求后，首先关闭泵p001，然后依次关闭阀门c005、c003、c009、c008、c007、c106、c113。

2#、3#、4#离子交换装置中的树脂反洗方法与1#离子交换装置中树脂的反洗方法相同，系统按上述步骤打开相应阀门即可，在此不再赘述。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，但将树脂回填到离子交换装置200时，采用压缩空气推送的方式进行，如图4所示，为了更好地采用压缩空气推送的方式回填树脂，在反洗装置本体100的顶部设置压缩空气入口j，压缩空气入口j通过管路七7与压缩空气管道连通，并在该管路上设置阀门c011，同时在溢流口g与排污水池300之间的管路上设置阀门c010。同时，1#、2#、3#、4#离子交换装置的树脂入口a与反洗装置100的树脂出口i连通的管路上不设置泵。

按照如下步骤进行反洗：

(1)树脂从离子交换装置200到反洗装置本体100。依次打开阀门c001、c002、c103以及1#离子交换装置的d口的下进水阀门c112，冲洗一段时间后，关闭阀门c112，而阀门c001、c002、c103状态仍保持开启，打开1#离子交换装置的c口的上进水阀门c111，直到1#离子交换装置中树脂全部进入反洗装置，依次关闭阀门c111、c103、c002、c001。第一步结束。(2)调整反洗装置本体100中液位高度。首先打开阀门c010,根据反洗装置本体100上液位传感器lt-01的液位读数以及预设的液位高度，自动打开阀门c005和c003,关闭排水阀门c001补充液位，或关闭进水阀门c005和c003，打开排水阀门c001调低液位，使反洗装置本体100中液位高度在要求范围内(一般要求液位距离溢流口g下沿一定距离)。具体来说，若反洗装置本体100内液位低于预设液位高度时，依次打开阀门c003和c005进水，当液位高度达到指定高度时关闭c003和c005；若液位高于预设液位高度时，打开阀门c001进行排污，当液位高度达到指定高度时关闭c001。

(3)空气擦洗。保持阀门c010开启状态，打开压缩空气的阀门c004，对反洗装置本体100中的树脂进行空气擦洗。擦洗一段时间后，关闭阀门c004。

(4)用水反洗。依次打开c003、c005，以设定流量对树脂进行洗涤，使树脂中杂质从反洗装置本体100上部的溢流口g排出，反洗结束后，依次关闭阀门c005、c003、c010。

(5)树脂回填到离交装置。当树脂洗好后，依次打开1#离子交换装置的排污阀c113和阀门c106，使1#离子交换装置能接收反洗装置本体100过来的树脂，接着打开阀门c007、c008、c009、c005，最后打开阀门c011，用压缩空气把树脂从反洗装置顶到1#离子交换装置，待1#离子交换装置树脂高度达到要求后，首先关闭阀门c011，然后依次关闭阀门c005、c009、c008、c007、c106和1#离子交换装置的排污阀c113。

2#、3#、4#离子交换装置中的树脂反洗方法以此类推，按上述步骤打开相应阀门即可，在此不再赘述。

实施例3

洗涤外来树脂并用压缩空气将其装填到1#离子交换装置中(已知所需反洗水流量q，反洗时间t，需要空气擦洗两次)，启动前所有自控阀门均为关闭状态。

如图4所示，系统自动会按照如下步骤进行反洗：

(1)树脂装填到反洗装置本体100中。

(2)调整反洗装置本体100中液位高度。首先打开阀门c010,根据反洗装置本体100上液位传感器lt-01的液位读数以及预设的液位高度，自动打开阀门c005和c003,关闭排水阀门c001补充液位，或关闭进水阀门c005和c003，打开排水阀门c001调低液位，使反洗装置本体100中液位高度在要求范围内(一般要求液位距离溢流口g下沿一定距离)。具体来说，若反洗装置本体100内液位低于预设液位高度时，依次打开阀门c003和c005进水，当液位高度达到指定高度时关闭c003和c005；若液位高于预设液位高度时，打开阀门c001进行排污，当液位高度达到指定高度时关闭c001。

(3)空气擦洗。保持阀门c010开启状态、打开压缩空气的阀门c004，对反洗装置本体100中的树脂进行空气擦洗。擦洗一段时间后，关闭阀门c004。

(4)用水反洗。依次打开c003、c005，以设定流量对树脂进行洗涤，使树脂中杂质从反洗装置上部的溢流口g排出，反洗结束后，依次关闭阀门c005、c003。

(5)部分排泄，调整液位。打开排水阀门c001，反洗装置中液位高度到达要求液位后，关闭阀门c001。

(5)进行空气擦洗。打开反洗装置的进压缩空气的阀门c004，对反洗装置中的树脂进行空气擦洗。擦洗一定时间后，关闭阀门c004。

(6)第二次反洗，接着依次打开c003、c005，以设定流量对树脂进行洗涤，使树脂中杂质从溢流口g排出，第二次反洗结束后，依次关闭阀门c005、c003、c010。

(7)树脂装填到1#离子交换装置。当树脂洗好后，依次打开1#离交装置的排污阀c113和阀门c106，使1#离子交换装置能接收反洗装置100过来的树脂，接着打开阀门c007、c008、c009、c005，最后打开阀门c011，用压缩空气把树脂从反洗装置顶到1#离子交换装置，待1#离子交换装置树脂高度达到要求后，首先关闭阀门c011，然后依次关闭阀门c005、c009、c008、c007、c106和1#离子交换装置的排污阀c113。

实施例4

实施例4洗涤外来树脂并采用泵p001将其装填到1#离子交换装置中(已知所需反洗水流量q，反洗时间t，需要空气擦洗两次)，启动前所有自控阀门均为关闭状态。

如图3所示，系统自动会按照如下步骤进行反洗：

(1)树脂装填到反洗装置本体100中。

(2)调整反洗装置本体100中液位高度。根据反洗装置本体100上液位传感器lt-01的液位读数以及预设的液位高度，自动打开阀门c005和c003,关闭排水阀门c001补充液位，或关闭进水阀门c005和c003，打开排水阀门c001调低液位，使反洗装置本体100中液位高度在要求范围内(一般要求液位距离溢流口g下沿一定距离)。具体来说，若反洗装置本体100内液位低于预设液位高度时，依次打开阀门c003和c005进水，当液位高度达到指定高度时关闭c003和c005；若液位高于预设液位高度时，打开阀门c001进行排污，当液位高度达到指定高度时关闭c001。

(3)空气擦洗。打开压缩空气的阀门c004，对反洗装置本体100中的树脂进行空气擦洗。擦洗一段时间后，关闭阀门c004。

(4)用水反洗。依次打开c003、c005，以设定流量对树脂进行洗涤，使树脂中杂质从反洗装置上部的溢流口g排出，反洗结束后，依次关闭阀门c005、c003。

(5)部分排泄，调整液位。打开排水阀门c001，反洗装置中液位高度到达要求液位后，关闭阀门c001。

(6)进行空气擦洗。打开反洗装置的进压缩空气的阀门c004，对反洗装置中的树脂进行空气擦洗。擦洗一定时间后，关闭阀门c004。

(7)第二次反洗，接着依次打开c003、c005，以设定流量对树脂进行洗涤，使树脂中杂质从溢流口g排出，第二次反洗结束后，依次关闭阀门c005、c003。

(8)树脂回填到离交装置。当树脂洗好后，依次打开1#离子交换装置的排污阀c113，进树脂阀门c106，使离交装置能接收反洗装置本体过来的树脂，接着打开阀门c007、c008、c009、c003、c005，最后打开泵p001，使树脂由反洗装置本体100进入1#离子交换装置。待1#离子交换装置树脂高度达到要求后，首先关闭泵p001，然后依次关闭阀门c005、c003、c009、c008、c007、c106、c113。

以上所述仅为本发明的其中具体实施方式而已，并不用来限制本发明，凡在本发明的思路和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。